光纤激光器 电池 焊接

电动汽车用大尺寸圆柱形电池的设计与制造，有望为汽车制造商和消费者带来多重益处。对驾驶者而言，这些益处包括更长的续航里程、更强的动力、更快的充电速度、更长的使用寿命，以及在寒冷天气下更优异的性能表现。制造商则可期待生产流程更加精简，成本进一步降低。

制造电动车电池究竟有什么难处？

目前，多家制造商正在研发多种不同的大型圆柱形电池设计。每种设计都面临着各自独特的制造挑战，特别是在连接工艺方面。 例如，某些电动汽车电池设计中集成了集流体，这些集流体必须与卷状极片进行焊接，且必须对焊缝深度进行非常精确的控制。这是为了避免损坏隔膜，否则可能会导致电池内部短路。同样，端子与集流体的焊接也需要仔细控制熔透深度。在此操作过程中，限制传入电池的热量尤为重要，因为过多的热量可能会导致聚合物隔膜熔化或受损。  

盖封是另一种连接工艺，过去在小型电池上曾成功采用机械压接方式实现。然而，压接工艺并不适用于较大尺寸的电芯，因此需要采取新的方法。

目前有哪些要求？

电池制造过程中还涉及多种其他焊接工艺，这些工艺同样因制造商和设计而异。但最具挑战性和最敏感的焊接工艺都存在某些共同要求，包括：

• Minimal heat affected zone
• 精确的穿透深度控制
• 飞溅消除 
• 高加工速度（通常在200–500毫米/秒之间）

此外，一些重要的电池组装工艺也需要对异种金属进行焊接。

过去，这些要求中的每一项都曾带来过困难，而且实际上并没有一种连接技术能在所有工艺中都表现出色。因此，制造商们尝试了多种解决方案。其中包括激光器 焊接铜材激光器 绿光波长激光器 （以克服该材料对红外光源吸收率低的问题），以及用于箔片与引线片连接的非激光方法，例如超声波焊接。

配备合适的激光器，助您全副武装

Coherent has developed a new type of laser that is more broadly applicable than anything before. This is possible because this technology provides an unprecedented degree of control over how laser energy is delivered to the work surface – both in terms of spatial distribution and over time.

其关键创新 可调环模式（ARM）技术—— 这是一种光纤激光器，其光束由一个中心光斑及周围的同心激光环组成，与传统的单光斑输出截然不同。最重要的是，中心光斑和环形光斑的功率可以独立控制，甚至进行调制。图示展示了这种方法如何在焊接过程中为激光能量的分布提供极大的灵活性。

图：基本FL-ARM聚焦光斑功率分布图。

ARM技术的优势在于能够对熔池动力学进行非常精确的控制。这使得加工过程更加稳定且可控，并几乎完全消除了飞溅。此类激光器特别适用于铜材焊接，因为环形光束可用于预热材料，从而显著提高其对红外光的吸收率。 此外，高功率密度中心光束选项可确保红外光可靠地耦合到铜材中。结合激光器实用性和成本优势，这使得ARM fiber laser 成为绿色激光器 铜焊接激光器 极具吸引力的ARM fiber laser 。 

拥有一种能够完成如此多不同任务的激光光源，能为制造商带来更大的灵活性和经济效益。例如，通过光束切换器，一台激光器的输出可同时服务于多个工艺流程。这使生产流程更加精简和便捷。此外，在生产流程的多个环节使用同一种激光器，不仅能减少备件库存，还能提供冗余保障，从而最大限度地减少因维护或维修造成的停机时间。 

Larger form factor EV battery designs promise to make electric vehicles more practical for drivers and less costly for manufacturers to build. But, these cells’ larger form factor, higher drive current, and increased production throughput expectations necessitate laser-based welding technologies. The Coherent ARM FL fiber laser offers the best and most economical solution for the precise and demanding joining tasks required for their production, and have already proven their effectiveness in other battery processing tasks.